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干涉测量技术-高精度位移与形变检测.docx
资料介绍
光学传感器中的干涉测量技术：高精度位移与形变检测
一、引言
干涉测量技术利用光的干涉现象，将位移、形变和折射率等物理量的变化转换为干涉条纹的移动，实现高精度的测量。光学干涉传感器具有亚纳米级的测量分辨率，在精密测量、光学检测和结构健康监测中具有不可替代的地位。2026年，激光干涉仪在引力波探测、半导体制造和精密机械加工中发挥着关键作用，光纤干涉传感器在长距离分布式监测中应用广泛。
二、干涉测量原理
当两束相干光在空间叠加时，相位差决定了干涉光强。当光程差为波长的整数倍时，干涉相长；为半波长的奇数倍时，干涉相消。通过检测干涉条纹的移动，可测量光程差的微小变化，分辨率可达纳米级。
迈克尔逊干涉仪是最经典的干涉测量结构，将一束光分为两路，分别经参考镜和测量镜反射后合束干涉。马赫-曾德尔干涉仪将光分为两路，分别通过参考臂和传感臂后合束，在传感臂暴露于待测环境时实现传感。
三、光纤干涉传感器
光纤迈克尔逊干涉仪在光纤端面镀反射膜，将光纤本身作为干涉仪的光路，在位移和振动测量中具有高灵敏度。光纤法布里-珀罗干涉仪利用光纤端面与外部反射面之间的微腔形成干涉，在压力、温度和应变测量中应用广泛。
光纤萨格纳克干涉仪利用环形光路中顺时针和逆时针传播的光之间的相位差，在陀螺仪和电流测量中具有独特优势。
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